hill48的案例
Hill48屈服+Swift硬化模型
Rodney Hill提出的Hill屈服準則是描述各向異性塑性變形的幾種屈服準則之一。最早的版本是馮·米塞斯屈服準則的直接擴展，具有二次型。該模型后來通過考慮指數m進行了推廣。這些準則的變化廣泛用于金屬、聚合物和某些復合材料。
Hill48屈服模型廣泛用于預測材料在多軸加載條件下的屈服行為，它考慮了各向同性材料的非軸對稱特性。它在工程領域中常被用于模擬和分析金屬、塑料等材料的屈服和變形行為。
Mises屈服準則和Hill48屈服模型都是常用的材料強度理論，用于描述材料的屈服行為。它們各自有不同的優勢和不足。
其中Mises屈服準則的優勢包括：
Mises屈服準則是一種簡單而直觀的模型，易于理解和應用。
Mises準則適用于各向同性材料，包括金屬、塑料等。
Mises準則基于等效應力的概念，其數學性質較好，便于數值計算和工程應用。
然而Mises準則基于等效應力，忽略了材料的方向性差異。它無法準確描述各向異性材料或具有明顯的非軸對稱特性的材料的屈服行為。
Hill48屈服模型的優勢則體現為：
與Mises準則相比，Hill48模型能更好地描述多軸加載條件下材料的屈服行為。它考慮了主應力的線性組合，對非軸對稱加載有更好的適應性。
在一些特定的加載情況下，Hill48模型可以提供更準確的預測結果。特別是對于一些具有明顯非軸對稱特性的材料，如纖維復合材料等，Hill48模型可能更適用。
然而相對于Mises準則，Hill48模型的表達式更為復雜，計算和應用上更為繁瑣。且Hill48模型中涉及多個參數，選擇和確定這些參數需要依賴實驗數據和經驗，可能存在一定的主觀性和困難性。
因此在具體工程應用中，需要根據材料的性質、加載條件和研究目的選擇合適的模型。
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1.ABAQUS三維hill48彈塑性模型VUmat子程序
2.彈性階段為正交各項異性材料
3.hill48和正交各項異性材料參數參考ABAQUS靜力模塊自帶的模型參數
4.發貨方式為百度網盤鏈接，包含子程序及上面跑的兩個模型相關文件，包含Cae，inp文件，odb文件等
5.ABAQUS版本為2024，低版本可以利用導入inp文件的方式運行及修改
6.可以免費答疑三次，后續添加你自己的模型或者相關參數等輔導都可以優惠。
HILL48 +各向同性Voce硬化umat子程序
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原始鏈接：https://github.com/mhasaninia/Hill48-Voce-UMAT/tree/main
深沖常用的數值模型比較
它在材料測試和產品制造中扮演著重要的角色，為各行業提供高效、經濟的解決方案
結合之前推文介紹的Hill48模型，mises模型與典型單晶取向的晶體塑性模型對杯沖進行簡單模擬，其中晶體塑性使用huang顯式Vumat程序，一方面可以介觀尺度特征對宏觀響應的影響（缺陷，制耳等），另一方面可以追蹤宏觀工藝參數（沖壓速度，摩擦力等）對微觀結構（取向，孿晶演化，位錯移動）的影響
微杯沖幾何模型如圖所示：
其中沖頭和下凹模為離散剛體，板為可變性體，網格劃分如下
邊界條件為下凹模完全固定，同時給與沖頭對應的向下的位移邊界條件，相互作用可用庫倫摩擦定義，不同接觸區域統一摩擦系數為0.3
模擬結果如下圖所示：
Mises（左側）與Hill48（右側）模型（各項異性比與上一篇推文一致）模擬結果：
應力分布情況：
等效塑性應變分布情況：
可以看到兩者在變形結束存在一定的差異，Hill48屈服最大應力要比mises最大應力高，但兩者預測的最終輪廓幾乎保持一致，這主要由于兩者只考慮了板材宏觀材料連續均勻特征而忽略了微觀層面的不均勻性，而使用晶體塑性可以捕捉這種由于初始取向不同造成滑移開動差異即塑性變形的不均勻性的特征。
展開 
金屬成形材料模型總結
屈服準則采用[Hill 1948]。
Hill, R., "A Theory of the Yielding and Plastic Flow of Anisotropic Metals," Proceedings of the Royal Society of London, Series A., Vol. 193, 1948, pp. 281-197.
$1.9 *MAT_039(*MAT_FLD_TRANSVERSELY_ANISOTROPIC)
這個模型與*MAT_037幾乎一樣。除了：一個成形極限圖能被定義并且被用來計算最大應變比（在lspost中內被畫出）。
$1.10 *MAT_103(*MAT_ANISOTROPIC_VISCOPLASTIC)
可應用于殼單元或磚單元。
材料參數可以直接擬合，或者，輸入應力應變數據，由LS-DYNA來擬合決定常數。運動或等向或者兩者混合可以被使用。詳細描述這個模型的文獻有：Berstad, Langseth, and Hopperstad[1994]; Hopperstad and Remseth[1995]; and Berstad[1996]。
屈服準則采用Hill48。
Berstad, T., Langseth, M. and Hopperstad, O.S., "Elasto-viscoplastic Constitutive Models in the Explicit Finite Element Code LS-DYNA3D," Second International LS-DYNA3D conference, San Francisco,(1994).
展開 鋁合金汽車覆蓋件沖壓成形的回彈模擬分析
材料本構模型采用Hill48屈服準則的正交各向異性材料模型。工具和板料采用BT殼單元進行幾何離散、網格進行自適應劃分，同時假定凸模、凹模、壓邊圈為剛體，板料采用等向指數強化模型。
在壓邊階段壓邊圈移動速度為3m/s，板料與凹模的摩擦系數為0.12，板料與壓邊圈的摩擦系數為0.12，模具間隙為1.32mm。沖壓進程凸模的運動速度為0.5m/s，壓邊力設定為2000kN。板料與凹模、凸模、壓邊圈的摩擦系數默認為0.12，模具間隙為1.32mm。回彈階段的板料自適應級數為1級。沖壓成形中，采用的是反向拉延，外板的下料尺寸如圖1所示。
圖1 外板下料尺寸
表1 板材材料性能
回彈仿真分析
回彈分析之前，需要先導入在拉延計算中生成的dynain文件，該文件中包含板料最后階段的變形網格和應力應變數據，在外板拉延仿真中考慮到模型對稱性和減少計算規模，只取一半模型進行計算。設定好約束位置（該位置的選擇應在遠離邊界和應力大的區域，對稱模型只需要在對稱邊界上選取兩個節點來進行約束）以排除剛體運動，約束點如圖2所示。
圖2 設定的約束點位置
圖2中分別約束了三個平動自由度和3個轉動自由度，從而約束了整個部件的剛體運動。在約束完節點，選定粗化網格模式以及選定單步回彈成形或多步回彈成形后，即可進行計算。回彈計算結果如圖3所示。
圖3 回彈計算結果云圖
從圖3中可以看出，最大回彈量出現在成形后板料的左右上端邊緣位置，最大回彈值為19.80mm。另外，在成形后板料左右下端邊緣位置也有較大的回彈量，達到了13mm以上。
回彈的影響因素
從以上分析中可以看出，外板回彈量最大位置均出現在成形后板料的左右上端邊緣位置。
展開 Autoform材料庫的創建方法與設置 附Autoform材料庫下載
4：Yield surface 根據寶鋼提供的參數， 用Hill選項。
其中高強度板Biax項設置為1.2（Hill 90），非高強度板Biax項設置為1.0 (Hill 48)。
5：FLC這一項中非高強度板用Keeler選項，高強度板用Arcelor V9選項。
6：考慮FLC曲線位置，現對每個料厚產生對應的*.mtb用于軟件分析, 而其他參數保持不變，見圖3。
7：后續如材料或軟件提升，材料庫需討論后同時更新。
下載地址：Autoform材料庫
Simufact中材料模型的建立
Simufact材料庫獨立于軟件，一套完整的材料數據包括：基本信息/化學成分/機械性能/熱參數/流變曲線/各向異性/疲勞/晶粒模型/相變圖/數據表；不僅支持材料數據的手動輸入創建，而且支持多種格式的材料數據的導入；支持材料文件格式：umt/gmt (Matilda)/jmt(JMatPro)/mfd/mat/sf (simufact.forming)
1、在備品區右擊，選擇Material——Manual進入材料窗口
2、在材料窗口的主菜單中，選擇General properties中可以設置材料的名稱，對應的牌號（美標、德標、日標）應用的領域，分組，來源等信息，用戶根據自己材料的屬性進行自定義；
3、材料化學成分，選擇Chemical composition選擇材料化學成分并設置化學成分的含量，也可以用戶自定義化學成分元素；
4、機械性能，選擇Mechanical properties，可以設置泊松比、楊氏模量、密度、屈服強度、抗拉強度、極限應變，在設置參數類型，支持固定值設置和數表設置；
5、熱參數定義：選擇Thermal properties，可以設置熱傳導系數、比熱容、熱膨脹系數、消耗因數，數據可以是固定值，可以是變量值，也可以對焊接材料一些參數設置，熔點、固相線溫度、潛熱、標量值設置；
6、流變曲線設置；選擇Flow curves，添加溫度，應變，設置曲線，添加不同溫度下不同應變速率對應的流變曲線，可以手動輸入值進行添加，可以手動繪制曲線，可以從論文中截取圖片進行讀取；
7、各向異性，選擇Anisotropy，支持Hill（48）、Barlat（91）各向異性模型；
8、破環準則，選擇Damage，支持Lemaitre、Cockroft-Latham
展開 汽車縱梁沖壓成形工藝分析
模擬材料選X1的主要參數為彈性模量E＝206MPa，泊松比υ＝0.33，屈服強度σs＝461 MPa，抗拉強度σb＝662 MPa，零度方向各向異性系數r0＝1.22，45度方向各向異性系數r45＝1.34，90度方向各向異性系數r90＝1.44，硬變硬化指數n＝0.2，硬化系數K＝0.96074，本構模型采用Hill 48屈服準則的正交各向異性材料模型。
圖3 汽車右前縱梁本體有限元模型
采用單動沖壓形式，壓邊力為800kN，摩擦系數為0.12，模擬結果見圖4a、b、c。
（a）材料減薄
（b）成形極限
（c）模擬成形質量分布
圖4 縱梁本體拉深模擬
從結果分析可以看出，零件拉延比較充分，減薄很厲害，部分地方有起皺現象。在零件的圓角部有一明顯的破裂，這說明所設定的沖壓條件（模具或工藝參數）不合理，需要修模或調整成形工藝來消除成形缺陷，以下針對其工藝進行一定的調整。
模擬結果分析及改進
模擬可顯示各加載時刻板料的變形、應力、應變分布及板料厚度變化和成形極限圖等，其中厚度變化和成形極限是工程界最為關心的兩個物理量。圖4a為計算機模擬沖壓成形后的板厚分布，其中最薄處減薄率達77%，已處于破裂的范圍，起皺也非常明顯。圖4b是拉深成形后的成形極限圖（FLC），圖中成形曲線（FLC）由材料參數和屈服理論確定，可以看出，制件已經明顯出現破裂。從圖4c的結果分析可知，造成破裂的主要原因是材料的流入較困難。因而可以通過調整壓邊力、摩擦力的大小及拉延筋的高度，使材料更易于流入。
壓邊力是影響板料成形質量的重要工藝因素，在拉深過程中，壓邊力的主要作用是用來增加坯料的拉應力，控制材料的流動，使材料充分塑性變形以提高零件剛度，避免起皺。
展開 AutForm R8F 已經發布&新增功能說明
It is claimed by Tata Steel that the simulation accuracy is that of the original Vegter model at the experimental cost of only Hill 48. This procedure opens the possibility to use the Vegter model not only for material descriptions supplied by Tata Steel but for any material at no additional experimental cost. This approach was implemented in AutoForm R8 and is provided as a yield surface type Vegter-2017 in the Material Generator.
Protected Material and Lubrication Files with Expiration Date
For any protected material file an optional expiration date can be defined in the Material Generator. The date can be set, edited and removed within the Password / Expiration Date editor launched from the menu of the material bar item.
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